(57)【要約】【課題】  被検査体の全面をシステマティックにチェックする板状被検査体の微小欠陥検査装置および微小欠陥検査方法を提供する。【解決手段】  本発明の微小欠陥検査装置は、載置テーブルと、照射光源と、被検査体の欠陥からの反射光を検出し記録する反射光記録体とを含み、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係を取らせるための被検査体、載置テーブル、照射光源、反射光記録体の少なくとも一つを揺動させる手段を有し、かつ、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係の下に前記反射光記録体に記録された複数のデータから被検査体の欠陥を判定識別する識別機能を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体を載置する（被検査体）載置テーブルと、前記被検査体に光線を照射する照射光源と、前記被検査体の欠陥からの反射光を検出し記録する反射光記録体とを含み、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係を取らせるための被検査体ないし載置テーブルおよび／または照射光源および／または反射光記録体揺動手段を有し、かつ、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係の下に前記反射光記録体に記録された複数のデータから被検査体の欠陥を判定識別する識別機能を有することを特徴とする板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置。
【請求項２】
前記被検査体ないし載置テーブル揺動手段が、前記被検査体ないし載置テーブルの四隅部分に設けられたリニアアクチュエータからなる請求項１に記載の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置。
【請求項３】
前記被検査体ないし載置テーブル揺動手段が、前記載置テーブルを回転させる手段である請求項１に記載の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置。
【請求項４】
前記照射光源揺動手段が、前記照射光源を垂直平面内で被検査体表面上にない点を中心として回転移動させる手段である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置。
【請求項５】
前記反射光記録体揺動手段が、前記反射光記録体を垂直平面内で被検査体表面上にない点を中心として回転移動させる手段である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置。
【請求項６】
前記反射光記録体揺動手段が、前記反射光記録体を水平平面内で被検査体表面上にない点を中心として回転移動させる手段である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置。
【請求項７】
被検査体に照射光源から前記被検査体に向けて光線を照射し、前記被検査体の欠陥からの反射光を記録体で検出・記録し、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係を取らせて得た複数の前記記録のデータをデータ処理して被検査体の欠陥を判定識別することを特徴とする板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路製造に用いるリソグラフ用マスク透明ガラス基板や液晶用ガラスなどの板状透明体、もしくは、半導体ウエハなどの板状反射体の微小欠陥検査装置および微小欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフ用マスク透明ガラス基板や液晶用ガラス、半導体ウエハなどの板状透明体、板状反射体（以下、合わせて被検査体ということがある）の表面は、平滑であると同時に、傷・異物等の欠陥のないものが要求される。
これらの欠陥検査は、手に持った被検査体やテーブル上に載置された被検査体に照射光源からの強力な光線を照射し、非検査体の欠陥・異物等（以下、単に欠陥という）からの反射光を目視あるいは実体顕微鏡、又カメラを用いて欠陥を判定することにより行われている。
光線は、被検査体上に点状に照射され、被検査体を順次移動させて被検査体の全面が検査される。
この検査の対象となる被検査体は、近年、逐次その大きさも大型化してきており、また、被検査体に許容されない欠陥の大きさも益々微小なものとなってきている。
【０００３】
検査されるべき欠陥には、欠陥の向き・大きさ等によって、反射光に方向性があり、したがって、欠陥からの反射光にも方向性がある。
被検査体を手に持って目視で検査する場合には、被検査体の移動と揺動（首振り運動）とを組み合わせて、欠陥からの反射光の方向性に対処する。
この場合、最近の被検査体の大型化によって、手に持つこと、揺動させることが困難になってきている。
被検査体をテーブル上に載置して目視で検査する場合には、回転ステージ上に設置されたＸ−Ｙテーブルを利用して、被検査体を回転させることで欠陥からの反射光の方向性に対処し、顔を動かすことよって、対処の不十分さを補っている。
目視による検査では、検出されるべき欠陥の微小化に伴って、微少な反射光の場合、見逃すこともあり得る、等、検査者の熟練に依存する割合がより高まる傾向にあった。
【０００４】
カメラを利用する検査の例としては、図６に示すようなものがある（特許文献１参照）。
図４に示す装置は、Ｘ−Ｙテーブル（不図示）に載置された顕微鏡用回転ステージ２１の上面に被検査体である透明ガラス基板２２を載せ、その上方に実体顕微鏡にＣＣＤカメラを取り付けた散乱光検出器２３を配置したものである。透明ガラス基板２２の下方には、照射光源２４として、３個のハロゲンランプ２４1・２４2・２４3が設けられている。３個のハロゲンランプ２４1・２４2・２４3からの照射光２５1・２５2・２５3は、透明ガラス基板２２の法線２６とのなす角度はそれぞれ１０〜４０°の範囲の角度θ1・θ2・θ3とし、透明ガラス基板２２表面の一点２７で交差するように配置される。そして、その点２７に欠陥が存在した場合には、反射光２８がそれぞれの方向性にしたがって放出され、散乱光検出器２３によって検知・記録される。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７０５７６４号公報
【０００６】
この場合、被検査体が載置される回転ステージ２１を回転することと、照射光源２４をその角度を相互に異ならせて３個用いることとで、欠陥からの反射光の方向性に対処し、回転ステージ２１を載置するＸ−Ｙテーブルを操作することによって、被検査体の検査位置を変更させている。
この検査態様では、方向性のある反射光を捉える最適な方位関係にある画像１枚を選択して、欠陥を判定しており、真の欠陥だけでなく、ノイズによる欠陥の誤認が生ずる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記の事情に鑑みて、熟練を要さず、表面欠陥の不検出の可能性を無くし、あるいは欠陥と誤認することが少なく、被検査体の全面をシステマティックにチェックするようにした、板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置および微小欠陥検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置は、被検査体を載置する（被検査体）載置テーブルと、前記被検査体に光線を照射する照射光源と、前記被検査体の欠陥からの反射光を検出し記録する反射光記録体とを含み、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係を取らせるための被検査体ないし載置テーブルおよび／または照射光源および／または反射光記録体揺動手段を有し、かつ、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係の下に前記反射光記録体に記録された複数のデータから被検査体の欠陥を判定識別する識別機能を有することを特徴とする。
【０００９】
前記被検査体ないし載置テーブル揺動手段が、前記被検査体ないし載置テーブルの四隅部分に設けられたリニアアクチュエータからなること、あるいは、前記載置テーブルを回転させる手段であること、また、前記照射光源揺動手段が、前記照射光源を垂直平面内で被検査体表面上にない点を中心として回転移動させる手段であること、さらにまた、前記反射光記録体揺動手段が、前記反射光記録体を垂直平面内で被検査体表面上にない点を中心として回転移動させる手段であること、あるいは、前記反射光記録体を水平平面内で被検査体表面上にない点を中心として回転移動させる手段であることができる。
【００１０】
また、本発明の板状透明体もしくは板状反射体の微小欠陥検査装置は、被検査体に照射光源から前記被検査体に向けて光線を照射し、前記被検査体の欠陥からの反射光を記録体で検出・記録し、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係を取らせて得た複数の前記記録のデータをデータ処理して被検査体の欠陥を判定識別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査者の熟練に頼ることなく被検査物の表面欠陥を検査することができ、また、被検査物の全表面を容易に検査することができる。
照射光源からの照射光の物性（波長・明るさ等）を異ならせる、また、反射光記録体による反射光の検出精度を向上させることができる、等によって、従来よりも微小な欠陥や、新しい原因の欠陥の検査にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
被検査体の欠陥からの反射光には、前述の通り、方向性があり、被検査体の照射点１点からの反射光の有無を確認するためには、その１点から見て全方位についてチェックする必要があり、そして、照射点を被検査体の全面について行う必要がある。本発明は、これらの、いわば無限のチェックの必要性を、被検査体、照射光源および反射光記録体間の相対的に異なる位置ないし角度関係をシステマティックに変化・変更・移動させ、反射光記録体に記録する複数の反射光のデータを組み合わせて解析することによって、被検査体の欠陥を判別・判定することを基本とする。
反射光は、被検査体が板状反射体の場合には表面の欠陥が検出・確認することができ、板状透明体の場合には、表面の欠陥に加えて内部の欠陥が検出・確認することができる。
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の微小欠陥検査装置の基本的構成を説明する図である。
図１において、１は板状の被検査体、２は、被検査体１を載置する台、３は照射光源、４は、照射光源３からの照射光５による被検査体１の欠陥からの散乱・反射光６を検出・記録する反射光記録体である。被検査体１を載置する台２の支持軸８は、回転可能としておくことができる。
被検査体１の欠陥からの反射光６は微弱であるので、照射光源３としては、例えば、ハロゲン光源等の、強力な高光量の光源を用いる。照射光源３は、点光源が用いられるが、線状に延びる線光源でも差し支えない。
【００１４】
反射光記録体４としては、反射光６の光量が検出・記録できる、例えば、カメラ（撮像管）とすることができる。反射光記録体４では、反射光６の光量と併せて、照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係もデータとして記録する。
この状態で、照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係の１組に関する反射光データ（“無”データも含む）が得られる。照射光５として点状の照射光を用いても、自ずからある広がりを有しており、反射光記録体４においてもそれなりの広がりを有して記録することが可能であるので、被検査体１上の理論的な“点”に関するデータではなく、ある広がりを有する“面（ガラス等の透明被検査体の場合には、体積）”に関する欠陥の有無の情報が得られることになる。
【００１５】
そして、照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係のあらゆる組み合わせをカバーするデータを得るように、照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係の組み合わせを、順次、システマティックに得ることができるように、被検査体ないし載置テーブルおよび／または光源および／または反射光記録体を回転・移動等させる。本発明では、この“回転・移動等させて照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係を変化させる”ことを“揺動”、“回転・移動等させて照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係を変化させるための手段”を“揺動手段”と称することとする。
【００１６】
得られた複数の“反射光データ”を組み合わせて分析・解析することによって、被検査体の欠陥の種類・大きさ・存在形態（どのような方向に延びており分布しているのか、等）を知ることができる。このような分析・解析をするためには、得られた“反射光データ”を、パソコン等のコンピュータシステム７を利用することが推奨される。
例えば、図１に示す被検査体１・照射光源３・反射光記録体４において、後述する被記録体１を回転した場合には、被検査体１のその位置に欠陥がある場合には、図２に示すような、回転角度に対する反射光の強度分布が得られ、その被検査体近傍の同様なデータから、被検査体における欠陥の形状・大きさ・傾き等の情報が解析・判定され得ることになる。複数のデータを利用することによって、ノイズに基づくデータを、より確実に除外することができるようにもなる。
【００１７】
得られた複数の“反射光データ”を組み合わせて分析・解析することによって、被検査体の欠陥の種類・大きさ・存在形態（どのような方向に延びており分布しているのか、等）を判別・識別することは、画像解析として各種の技術分野で行われている技術を転用することによって、可能となる。その際に、事前に既知の欠陥に関する諸データを蓄積しておいてデータベースとして準備しておき、それらと対比する態様にすれば、欠陥の自動識別・判定までも、コンピュータシステムを利用して、一層の自動化も可能となる。
複数の“反射光データ”を組み合わせて解析することにより、検出された欠陥の形状・大きさ・傾き等をイメージ化させ、あるいは、ノイズ・光線の揺らぎ等による非欠陥データを除外する、等のデータ処理は、コンピュータシステムを利用することにより、効率的かつ迅速に行われ得る。
【００１８】
“回転・移動等させて照射光源３・被検査体１・反射光記録体４の相対的な位置・方位等の関係を変化させる”こと、すなわち“揺動”の態様は、３者の相対的な関係であるので、それぞれ３者の構成要素を独立して“揺動”させても実現できるし、３者の内の２者以上を関連させて“揺動”させても実現できる。
被検査体を揺動させる態様としては、被検査体をＸ−Ｙ平面内で移動させる態様、被検査体の３次元的な光線照射位置を固定した上で、その光線照射位置を中心として被検査体を回転させる態様、また、その回転の回転軸を順次変更（傾斜）させていく態様、あるいは、被検査体の３次元的な光線照射位置を固定した上で、その被検査体のＸ−Ｙ平面に対する傾きを変更する態様、等がある。
【００１９】
被検査体をＸ−Ｙ平面内で移動させる態様としては、被検査体を載置する台をＸ−Ｙ両方向に個別に、あるいは組み合わせて移動させることができるＸ−Ｙテーブルとすることによって実現できる。
被検査体の３次元的な光線照射位置を固定した上で被検査体を回転させる態様は、光線照射位置を被検査体を載置する台の支持軸上に設定し、その台の支持軸を回転中心として回転することによって実現できる（図１）。
被検査体の３次元的な光線照射位置を固定した上で、その被検査体のＸ−Ｙ平面に対する傾きを変更する態様は、被検査体そのもの（図３）ないし被検査体を載置する台の四隅を垂直方向の位置をそれぞれ調節できるリニアアクチュエータ９によって実現できる。
図３における各リニアアクチュエータの位置（移動量）は、姿勢制御コントローラ１０でコントロールするようにすることが好ましい。
【００２０】
照射光源を揺動させる手段としては、被検査体上の照射点を特定し変更するための動きを実現するために、被検査体との距離を選択・設定する直線的な動きをなす前後動機能・被検査体に対する照射角度を選択・設定する首振り動機構・Ｘ−Ｚ平面内またはＹ−Ｚ平面内での平面回転機構・Ｘ−Ｙ平面に平行な平面内での平面回転機構、等の個別的ないしそれらを組み合わせた動きを行わせる機構によって、実現できる。
反射光記録体を揺動させる手段としては、被検査体の照射点（反射光発生点）を特定し変更するための動きを実現するために、被検査体との距離を選択・設定する直線的な動きをなす前後動機構・被検査体からの反射光を受光するための被検査体に対する見こみ角度を選択・設定する首振り動機構・Ｘ−Ｚ平面内またはＹ−Ｚ平面内での平面回転機構・Ｘ−Ｙ平面に平行な平面内での平面回転機構、等の個別的ないしそれらを組み合わせた動きを行わせる機構によって、実現できる。
【００２１】
図４に、反射光記録体を揺動させる手段が、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面内での平面回転機構からなる態様を説明する図を示す。図４において、被検査体１の照射光源３からの照射光５の照射点の上に位置するモータ１１に取り付けられた回転腕１２の先端等適宜の位置（モータ１１の軸からの距離・モータ１１からの垂直距離、等）に設置された反射光記録体４を、モータ１１を回転させることによって、反射光記録体揺動手段が実現される。
反射光記録体を固定し、照射光源を、上で説明した反射光記録体のように、平面回転させても、相対的には、同様である。
【００２２】
被検査体は、水平に載置されることに限られない。垂直に設定されてもよい。
図５に、被検査体１が垂直に設定設置された態様で、かつ、反射光記録体を揺動させる手段が、垂直平面内での平面回転機構からなる態様を説明する図を示す。
図５において、被検査体１は、適宜の手段で垂直に立てられている。照射光源３から被検査体１に照射光５を照射し、被検査体１の欠陥からの反射光６を検出記録する反射光記録体４は、高さと左右方向（図５（ｂ）における図面内の左右方向）に移動可能なＸ−Ｚアクチュエータ１３に設置された中空ロータリアクチュエータ１４に取り付けられている。照射光源３の１位置（姿勢）における照射光５に関して、中空ロータリアクチュエータ１４に沿って反射光記録体４を円運動させながらステップ状に反射光６の有無・強度等を記録していく。
【００２３】
この場合において、Ｘ−Ｚアクチュエータ１３の位置信号・中空ロータリアクチュエータ１４ないし反射光記録体４の角度ないし位置信号、また、照射光源３の角度ないし位置信号を、ディメンジョン制御コンピュータ１５によって制御させ、また、その制御に用いた角度ないし位置等の姿勢データを反射光記録体４に記録された複数の反射光データを解析するときに用いられることが好ましい。
照射光源と、反射光記録体の設置態様を逆にしても、同様に用いられ得る。
また、Ｘ−Ｚアクチュエータは、必要であれば、被検査体との距離を変更調節することができるようにすることもできる。
照射光源あるいは反射光記録体は、単数であることが必須なことでは、必ずしもない。照射光源あるいは反射光記録体を複数用いることができる。複数の照射光源あるいは反射光記録体を用いることによって、一つの光線照射によって得られる照射点に関する欠陥情報データを効率的に得られる。このことによって、欠陥情報を得るための情報取得ステップ数を減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、欠陥の極めて少ない板状透明体もしくは板状反射体を選別・供給することができるので、リソグラフ用マスク基板や液晶用ガラスなどの分野で、高性能な素材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の微小欠陥検査装置の基本的構成を説明する図である。
【図２】本発明の微小欠陥検査装置の一実施形態である被検査物を回転させる場合の、回転角度と散乱光の強さとの関係の一例を示すグラフである。
【図３】被検査体の四隅を支えるリニアアクチュエータを用いて被検査体を傾動させることができる態様の一例を示す説明図である。
【図４】反射光記録体を揺動させる手段が、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面内での平面回転機構からなる態様の一例を示す説明図である。
【図５】被検査体が垂直に設定設置された態様で、かつ、反射光記録体を揺動させる手段が、垂直平面内での平面回転機構からなる態様を示す説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は、照射光源側の正面図である。
【図６】従来の透明ガラス基板の欠陥を検査する態様の概要を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：（板状の）被検査体
２：（被検査体を載置する）台
３：照射光源
４：反射光記録体
５：照射光
６：反射光
７：コンピュータシステム
８：（台２の）支持軸
９：リニアアクチュエータ
１０：姿勢制御コントローラ
１１：モータ
１２：回転腕
１３：Ｘ−Ｚアクチュエータ
１４：中空ロータリアクチュエータ
１５：ディメンジョン制御コンピュータ
２１：（顕微鏡用）回転ステージ
２２：（被検査体たる）透明ガラス基板
２３：散乱光検出器
２４・２４1・２４2・２４3：照射光源（ハロゲンランプ）
２５1・２５2・２５3：照射光
２６：（透明ガラス基板の）法線
２７：（透明ガラス基板表面の）一点（照射点）
２８：反射光
θ・θ1・θ2・θ3→：（照射光と法線とのなす）角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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